sys/platform/pc64/x86_64/swtch.s

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2003,2004,2008 The DragonFly Project.  All rights reserved.
   3  * Copyright (c) 2008 Jordan Gordeev.
   4  *
   5  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
   6  * by Matthew Dillon <dillon@backplane.com>
   7  *
   8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  * modification, are permitted provided that the following conditions
  10  * are met:
  11  *
  12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  16  *    the documentation and/or other materials provided with the
  17  *    distribution.
  18  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
  19  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
  20  *    from this software without specific, prior written permission.
  21  *
  22  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  23  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  24  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
  25  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
  26  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  27  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
  28  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  29  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
  30  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
  31  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
  32  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  33  * SUCH DAMAGE.
  34  *
  35  * Copyright (c) 1990 The Regents of the University of California.
  36  * All rights reserved.
  37  *
  38  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
  39  * William Jolitz.
  40  *
  41  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  42  * modification, are permitted provided that the following conditions
  43  * are met:
  44  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  45  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  46  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  47  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  48  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  49  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  50  *    must display the following acknowledgement:
  51  *      This product includes software developed by the University of
  52  *      California, Berkeley and its contributors.
  53  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  54  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  55  *    without specific prior written permission.
  56  *
  57  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  58  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  59  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  60  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  61  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  62  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  63  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  64  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  65  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  66  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  67  * SUCH DAMAGE.
  68  *
  69  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/swtch.s,v 1.89.2.10 2003/01/23 03:36:24 ps Exp $
  70  */
  71
  72 //#include "use_npx.h"
  73
  74 #include <sys/rtprio.h>
  75
  76 #include <machine/asmacros.h>
  77 #include <machine/segments.h>
  78
  79 #include <machine/pmap.h>
  80 #if JG
  81 #include <machine_base/apic/apicreg.h>
  82 #endif
  83 #include <machine/lock.h>
  84
  85 #include "assym.s"
  86
  87 #if defined(SMP)
  88 #define MPLOCKED        lock ;
  89 #else
  90 #define MPLOCKED
  91 #endif
  92
  93         .data
  94
  95         .globl  panic
  96         .globl  lwkt_switch_return
  97
  98 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
  99         .globl  swtch_optim_stats, tlb_flush_count
 100 swtch_optim_stats:      .long   0               /* number of _swtch_optims */
 101 tlb_flush_count:        .long   0
 102 #endif
 103
 104         .text
 105
 106
 107 /*
 108  * cpu_heavy_switch(struct thread *next_thread)
 109  *
 110  *      Switch from the current thread to a new thread.  This entry
 111  *      is normally called via the thread->td_switch function, and will
 112  *      only be called when the current thread is a heavy weight process.
 113  *
 114  *      Some instructions have been reordered to reduce pipeline stalls.
 115  *
 116  *      YYY disable interrupts once giant is removed.
 117  */
 118 ENTRY(cpu_heavy_switch)
 119         /*
 120          * Save RIP, RSP and callee-saved registers (RBX, RBP, R12-R15).
 121          */
 122         movq    PCPU(curthread),%rcx
 123         /* On top of the stack is the return adress. */
 124         movq    (%rsp),%rax                     /* (reorder optimization) */
 125         movq    TD_PCB(%rcx),%rdx               /* RDX = PCB */
 126         movq    %rax,PCB_RIP(%rdx)              /* return PC may be modified */
 127         movq    %rbx,PCB_RBX(%rdx)
 128         movq    %rsp,PCB_RSP(%rdx)
 129         movq    %rbp,PCB_RBP(%rdx)
 130         movq    %r12,PCB_R12(%rdx)
 131         movq    %r13,PCB_R13(%rdx)
 132         movq    %r14,PCB_R14(%rdx)
 133         movq    %r15,PCB_R15(%rdx)
 134
 135         /*
 136          * Clear the cpu bit in the pmap active mask.  The restore
 137          * function will set the bit in the pmap active mask.
 138          *
 139          * Special case: when switching between threads sharing the
 140          * same vmspace if we avoid clearing the bit we do not have
 141          * to reload %cr3 (if we clear the bit we could race page
 142          * table ops done by other threads and would have to reload
 143          * %cr3, because those ops will not know to IPI us).
 144          */
 145         movq    %rcx,%rbx                       /* RBX = oldthread */
 146         movq    TD_LWP(%rcx),%rcx               /* RCX = oldlwp */
 147         movq    TD_LWP(%rdi),%r13               /* R13 = newlwp */
 148         movq    LWP_VMSPACE(%rcx), %rcx         /* RCX = oldvmspace */
 149         testq   %r13,%r13                       /* might not be a heavy */
 150         jz      1f
 151         cmpq    LWP_VMSPACE(%r13),%rcx          /* same vmspace? */
 152         je      2f
 153 1:
 154         movslq  PCPU(cpuid), %rax
 155         MPLOCKED btrq   %rax, VM_PMAP+PM_ACTIVE(%rcx)
 156 2:
 157
 158         /*
 159          * Push the LWKT switch restore function, which resumes a heavy
 160          * weight process.  Note that the LWKT switcher is based on
 161          * TD_SP, while the heavy weight process switcher is based on
 162          * PCB_RSP.  TD_SP is usually two ints pushed relative to
 163          * PCB_RSP.  We push the flags for later restore by cpu_heavy_restore.
 164          */
 165         pushfq
 166         movq    $cpu_heavy_restore, %rax
 167         pushq   %rax
 168         movq    %rsp,TD_SP(%rbx)
 169
 170         /*
 171          * Save debug regs if necessary
 172          */
 173         movq    PCB_FLAGS(%rdx),%rax
 174         andq    $PCB_DBREGS,%rax
 175         jz      1f                              /* no, skip over */
 176         movq    %dr7,%rax                       /* yes, do the save */
 177         movq    %rax,PCB_DR7(%rdx)
 178         /* JG correct value? */
 179         andq    $0x0000fc00, %rax               /* disable all watchpoints */
 180         movq    %rax,%dr7
 181         movq    %dr6,%rax
 182         movq    %rax,PCB_DR6(%rdx)
 183         movq    %dr3,%rax
 184         movq    %rax,PCB_DR3(%rdx)
 185         movq    %dr2,%rax
 186         movq    %rax,PCB_DR2(%rdx)
 187         movq    %dr1,%rax
 188         movq    %rax,PCB_DR1(%rdx)
 189         movq    %dr0,%rax
 190         movq    %rax,PCB_DR0(%rdx)
 191 1:
 192
 193 #if 1
 194         /*
 195          * Save the FP state if we have used the FP.  Note that calling
 196          * npxsave will NULL out PCPU(npxthread).
 197          */
 198         cmpq    %rbx,PCPU(npxthread)
 199         jne     1f
 200         movq    %rdi,%r12               /* save %rdi. %r12 is callee-saved */
 201         movq    TD_SAVEFPU(%rbx),%rdi
 202         call    npxsave                 /* do it in a big C function */
 203         movq    %r12,%rdi               /* restore %rdi */
 204 1:
 205 #endif
 206
 207         /*
 208          * Switch to the next thread, which was passed as an argument
 209          * to cpu_heavy_switch().  The argument is in %rdi.
 210          * Set the current thread, load the stack pointer,
 211          * and 'ret' into the switch-restore function.
 212          *
 213          * The switch restore function expects the new thread to be in %rax
 214          * and the old one to be in %rbx.
 215          *
 216          * There is a one-instruction window where curthread is the new
 217          * thread but %rsp still points to the old thread's stack, but
 218          * we are protected by a critical section so it is ok.
 219          */
 220         movq    %rdi,%rax               /* RAX = newtd, RBX = oldtd */
 221         movq    %rax,PCPU(curthread)
 222         movq    TD_SP(%rax),%rsp
 223         ret
 224
 225 /*
 226  *  cpu_exit_switch(struct thread *next)
 227  *
 228  *      The switch function is changed to this when a thread is going away
 229  *      for good.  We have to ensure that the MMU state is not cached, and
 230  *      we don't bother saving the existing thread state before switching.
 231  *
 232  *      At this point we are in a critical section and this cpu owns the
 233  *      thread's token, which serves as an interlock until the switchout is
 234  *      complete.
 235  */
 236 ENTRY(cpu_exit_switch)
 237         /*
 238          * Get us out of the vmspace
 239          */
 240         movq    KPML4phys,%rcx
 241         movq    %cr3,%rax
 242 #if 1
 243         cmpq    %rcx,%rax
 244         je      1f
 245 #endif
 246         /* JG no increment of statistics counters? see cpu_heavy_restore */
 247         movq    %rcx,%cr3
 248 1:
 249         movq    PCPU(curthread),%rbx
 250
 251         /*
 252          * If this is a process/lwp, deactivate the pmap after we've
 253          * switched it out.
 254          */
 255         movq    TD_LWP(%rbx),%rcx
 256         testq   %rcx,%rcx
 257         jz      2f
 258         movslq  PCPU(cpuid), %rax
 259         movq    LWP_VMSPACE(%rcx), %rcx         /* RCX = vmspace */
 260         MPLOCKED btrq   %rax, VM_PMAP+PM_ACTIVE(%rcx)
 261 2:
 262         /*
 263          * Switch to the next thread.  RET into the restore function, which
 264          * expects the new thread in RAX and the old in RBX.
 265          *
 266          * There is a one-instruction window where curthread is the new
 267          * thread but %rsp still points to the old thread's stack, but
 268          * we are protected by a critical section so it is ok.
 269          */
 270         movq    %rdi,%rax
 271         movq    %rax,PCPU(curthread)
 272         movq    TD_SP(%rax),%rsp
 273         ret
 274
 275 /*
 276  * cpu_heavy_restore()  (current thread in %rax on entry, old thread in %rbx)
 277  *
 278  *      Restore the thread after an LWKT switch.  This entry is normally
 279  *      called via the LWKT switch restore function, which was pulled
 280  *      off the thread stack and jumped to.
 281  *
 282  *      This entry is only called if the thread was previously saved
 283  *      using cpu_heavy_switch() (the heavy weight process thread switcher),
 284  *      or when a new process is initially scheduled.
 285  *
 286  *      NOTE: The lwp may be in any state, not necessarily LSRUN, because
 287  *      a preemption switch may interrupt the process and then return via
 288  *      cpu_heavy_restore.
 289  *
 290  *      YYY theoretically we do not have to restore everything here, a lot
 291  *      of this junk can wait until we return to usermode.  But for now
 292  *      we restore everything.
 293  *
 294  *      YYY the PCB crap is really crap, it makes startup a bitch because
 295  *      we can't switch away.
 296  *
 297  *      YYY note: spl check is done in mi_switch when it splx()'s.
 298  */
 299
 300 ENTRY(cpu_heavy_restore)
 301         popfq
 302
 303 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 304         incl    _swtch_optim_stats
 305 #endif
 306         /*
 307          * Tell the pmap that our cpu is using the VMSPACE now.  We cannot
 308          * safely test/reload %cr3 until after we have set the bit in the
 309          * pmap.
 310          *
 311          * We must do an interlocked test of the CPUMASK_BIT at the same
 312          * time.  If found to be set we will have to wait for it to clear
 313          * and then do a forced reload of %cr3 (even if the value matches).
 314          *
 315          * XXX When switching between two LWPs sharing the same vmspace
 316          *     the cpu_heavy_switch() code currently avoids clearing the
 317          *     cpu bit in PM_ACTIVE.  So if the bit is already set we can
 318          *     avoid checking for the interlock via CPUMASK_BIT.  We currently
 319          *     do not perform this optimization.
 320          *
 321          * %rax is needed for the cmpxchgl so store newthread in %r12
 322          * temporarily.
 323          */
 324         movq    TD_LWP(%rax),%rcx
 325         movq    LWP_VMSPACE(%rcx),%rcx          /* RCX = vmspace */
 326 #ifdef SMP
 327         movq    %rax,%r12                       /* save newthread ptr */
 328 1:
 329         movq    VM_PMAP+PM_ACTIVE(%rcx),%rax    /* old contents */
 330         movq    PCPU(cpumask),%rsi              /* new contents */
 331         orq     %rax,%rsi
 332         MPLOCKED cmpxchgq %rsi,VM_PMAP+PM_ACTIVE(%rcx)
 333         jnz     1b
 334
 335         /*
 336          * Check CPUMASK_BIT
 337          */
 338         btq     $CPUMASK_BIT,%rax       /* test interlock */
 339         jnc     1f
 340         movq    %rcx,%rdi               /* (found to be set) */
 341         call    pmap_interlock_wait     /* pmap_interlock_wait(%rdi:vm) */
 342
 343         /*
 344          * Need unconditional load cr3
 345          */
 346         movq    %r12,%rax
 347         movq    TD_PCB(%rax),%rdx       /* RDX = PCB */
 348         movq    PCB_CR3(%rdx),%rcx      /* RCX = desired CR3 */
 349         jmp     2f                      /* unconditional reload */
 350 1:
 351         movq    %r12,%rax               /* restore RAX = newthread */
 352 #else
 353         movq    PCPU(cpumask),%rsi
 354         orq     %rsi,VM_PMAP+PM_ACTIVE(%rcx)
 355 #endif
 356         /*
 357          * Restore the MMU address space.  If it is the same as the last
 358          * thread we don't have to invalidate the tlb (i.e. reload cr3).
 359          * YYY which naturally also means that the PM_ACTIVE bit had better
 360          * already have been set before we set it above, check? YYY
 361          */
 362         movq    TD_PCB(%rax),%rdx               /* RDX = PCB */
 363         movq    %cr3,%rsi                       /* RSI = current CR3 */
 364         movq    PCB_CR3(%rdx),%rcx              /* RCX = desired CR3 */
 365         cmpq    %rsi,%rcx
 366         je      4f
 367 2:
 368 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 369         decl    _swtch_optim_stats
 370         incl    _tlb_flush_count
 371 #endif
 372         movq    %rcx,%cr3
 373 4:
 374
 375         /*
 376          * NOTE: %rbx is the previous thread and %rax is the new thread.
 377          *       %rbx is retained throughout so we can return it.
 378          *
 379          *       lwkt_switch[_return] is responsible for handling TDF_RUNNING.
 380          */
 381
 382         /*
 383          * Deal with the PCB extension, restore the private tss
 384          */
 385         movq    PCB_EXT(%rdx),%rdi      /* check for a PCB extension */
 386         movq    $1,%rcx                 /* maybe mark use of a private tss */
 387         testq   %rdi,%rdi
 388 #if JG
 389         jnz     2f
 390 #endif
 391
 392         /*
 393          * Going back to the common_tss.  We may need to update TSS_RSP0
 394          * which sets the top of the supervisor stack when entering from
 395          * usermode.  The PCB is at the top of the stack but we need another
 396          * 16 bytes to take vm86 into account.
 397          */
 398         movq    %rdx,%rcx
 399         /*leaq  -TF_SIZE(%rdx),%rcx*/
 400         movq    %rcx, PCPU(common_tss) + TSS_RSP0
 401
 402 #if JG
 403         cmpl    $0,PCPU(private_tss)    /* don't have to reload if      */
 404         je      3f                      /* already using the common TSS */
 405
 406         /* JG? */
 407         subq    %rcx,%rcx               /* unmark use of private tss */
 408
 409         /*
 410          * Get the address of the common TSS descriptor for the ltr.
 411          * There is no way to get the address of a segment-accessed variable
 412          * so we store a self-referential pointer at the base of the per-cpu
 413          * data area and add the appropriate offset.
 414          */
 415         /* JG movl? */
 416         movq    $gd_common_tssd, %rdi
 417         /* JG name for "%gs:0"? */
 418         addq    %gs:0, %rdi
 419
 420         /*
 421          * Move the correct TSS descriptor into the GDT slot, then reload
 422          * ltr.
 423          */
 424 2:
 425         /* JG */
 426         movl    %rcx,PCPU(private_tss)          /* mark/unmark private tss */
 427         movq    PCPU(tss_gdt), %rbx             /* entry in GDT */
 428         movq    0(%rdi), %rax
 429         movq    %rax, 0(%rbx)
 430         movl    $GPROC0_SEL*8, %esi             /* GSEL(entry, SEL_KPL) */
 431         ltr     %si
 432 #endif
 433
 434 3:
 435         /*
 436          * Restore the user %gs and %fs
 437          */
 438         movq    PCB_FSBASE(%rdx),%r9
 439         cmpq    PCPU(user_fs),%r9
 440         je      4f
 441         movq    %rdx,%r10
 442         movq    %r9,PCPU(user_fs)
 443         movl    $MSR_FSBASE,%ecx
 444         movl    PCB_FSBASE(%r10),%eax
 445         movl    PCB_FSBASE+4(%r10),%edx
 446         wrmsr
 447         movq    %r10,%rdx
 448 4:
 449         movq    PCB_GSBASE(%rdx),%r9
 450         cmpq    PCPU(user_gs),%r9
 451         je      5f
 452         movq    %rdx,%r10
 453         movq    %r9,PCPU(user_gs)
 454         movl    $MSR_KGSBASE,%ecx       /* later swapgs moves it to GSBASE */
 455         movl    PCB_GSBASE(%r10),%eax
 456         movl    PCB_GSBASE+4(%r10),%edx
 457         wrmsr
 458         movq    %r10,%rdx
 459 5:
 460
 461         /*
 462          * Restore general registers.  %rbx is restored later.
 463          */
 464         movq    PCB_RSP(%rdx), %rsp
 465         movq    PCB_RBP(%rdx), %rbp
 466         movq    PCB_R12(%rdx), %r12
 467         movq    PCB_R13(%rdx), %r13
 468         movq    PCB_R14(%rdx), %r14
 469         movq    PCB_R15(%rdx), %r15
 470         movq    PCB_RIP(%rdx), %rax
 471         movq    %rax, (%rsp)
 472
 473 #if JG
 474         /*
 475          * Restore the user LDT if we have one
 476          */
 477         cmpl    $0, PCB_USERLDT(%edx)
 478         jnz     1f
 479         movl    _default_ldt,%eax
 480         cmpl    PCPU(currentldt),%eax
 481         je      2f
 482         lldt    _default_ldt
 483         movl    %eax,PCPU(currentldt)
 484         jmp     2f
 485 1:      pushl   %edx
 486         call    set_user_ldt
 487         popl    %edx
 488 2:
 489 #endif
 490 #if JG
 491         /*
 492          * Restore the user TLS if we have one
 493          */
 494         pushl   %edx
 495         call    set_user_TLS
 496         popl    %edx
 497 #endif
 498
 499         /*
 500          * Restore the DEBUG register state if necessary.
 501          */
 502         movq    PCB_FLAGS(%rdx),%rax
 503         andq    $PCB_DBREGS,%rax
 504         jz      1f                              /* no, skip over */
 505         movq    PCB_DR6(%rdx),%rax              /* yes, do the restore */
 506         movq    %rax,%dr6
 507         movq    PCB_DR3(%rdx),%rax
 508         movq    %rax,%dr3
 509         movq    PCB_DR2(%rdx),%rax
 510         movq    %rax,%dr2
 511         movq    PCB_DR1(%rdx),%rax
 512         movq    %rax,%dr1
 513         movq    PCB_DR0(%rdx),%rax
 514         movq    %rax,%dr0
 515         movq    %dr7,%rax                /* load dr7 so as not to disturb */
 516         /* JG correct value? */
 517         andq    $0x0000fc00,%rax         /*   reserved bits               */
 518         /* JG we've got more registers on x86_64 */
 519         movq    PCB_DR7(%rdx),%rcx
 520         /* JG correct value? */
 521         andq    $~0x0000fc00,%rcx
 522         orq     %rcx,%rax
 523         movq    %rax,%dr7
 524
 525         /*
 526          * Clear the QUICKRET flag when restoring a user process context
 527          * so we don't try to do a quick syscall return.
 528          */
 529 1:
 530         andl    $~RQF_QUICKRET,PCPU(reqflags)
 531         movq    %rbx,%rax
 532         movq    PCB_RBX(%rdx),%rbx
 533         ret
 534
 535 /*
 536  * savectx(struct pcb *pcb)
 537  *
 538  * Update pcb, saving current processor state.
 539  */
 540 ENTRY(savectx)
 541         /* fetch PCB */
 542         /* JG use %rdi instead of %rcx everywhere? */
 543         movq    %rdi,%rcx
 544
 545         /* caller's return address - child won't execute this routine */
 546         movq    (%rsp),%rax
 547         movq    %rax,PCB_RIP(%rcx)
 548
 549         movq    %cr3,%rax
 550         movq    %rax,PCB_CR3(%rcx)
 551
 552         movq    %rbx,PCB_RBX(%rcx)
 553         movq    %rsp,PCB_RSP(%rcx)
 554         movq    %rbp,PCB_RBP(%rcx)
 555         movq    %r12,PCB_R12(%rcx)
 556         movq    %r13,PCB_R13(%rcx)
 557         movq    %r14,PCB_R14(%rcx)
 558         movq    %r15,PCB_R15(%rcx)
 559
 560 #if 1
 561         /*
 562          * If npxthread == NULL, then the npx h/w state is irrelevant and the
 563          * state had better already be in the pcb.  This is true for forks
 564          * but not for dumps (the old book-keeping with FP flags in the pcb
 565          * always lost for dumps because the dump pcb has 0 flags).
 566          *
 567          * If npxthread != NULL, then we have to save the npx h/w state to
 568          * npxthread's pcb and copy it to the requested pcb, or save to the
 569          * requested pcb and reload.  Copying is easier because we would
 570          * have to handle h/w bugs for reloading.  We used to lose the
 571          * parent's npx state for forks by forgetting to reload.
 572          */
 573         movq    PCPU(npxthread),%rax
 574         testq   %rax,%rax
 575         jz      1f
 576
 577         pushq   %rcx                    /* target pcb */
 578         movq    TD_SAVEFPU(%rax),%rax   /* originating savefpu area */
 579         pushq   %rax
 580
 581         movq    %rax,%rdi
 582         call    npxsave
 583
 584         popq    %rax
 585         popq    %rcx
 586
 587         movq    $PCB_SAVEFPU_SIZE,%rdx
 588         leaq    PCB_SAVEFPU(%rcx),%rcx
 589         movq    %rcx,%rsi
 590         movq    %rax,%rdi
 591         call    bcopy
 592 #endif
 593
 594 1:
 595         ret
 596
 597 /*
 598  * cpu_idle_restore()   (current thread in %rax on entry) (one-time execution)
 599  *
 600  *      Don't bother setting up any regs other than %rbp so backtraces
 601  *      don't die.  This restore function is used to bootstrap into the
 602  *      cpu_idle() LWKT only, after that cpu_lwkt_*() will be used for
 603  *      switching.
 604  *
 605  *      Clear TDF_RUNNING in old thread only after we've cleaned up %cr3.
 606  *      This only occurs during system boot so no special handling is
 607  *      required for migration.
 608  *
 609  *      If we are an AP we have to call ap_init() before jumping to
 610  *      cpu_idle().  ap_init() will synchronize with the BP and finish
 611  *      setting up various ncpu-dependant globaldata fields.  This may
 612  *      happen on UP as well as SMP if we happen to be simulating multiple
 613  *      cpus.
 614  */
 615 ENTRY(cpu_idle_restore)
 616         /* cli */
 617         movq    KPML4phys,%rcx
 618         /* JG xor? */
 619         movq    $0,%rbp
 620         /* JG push RBP? */
 621         pushq   $0
 622         movq    %rcx,%cr3
 623         andl    $~TDF_RUNNING,TD_FLAGS(%rbx)
 624 #if 0
 625         orl     $TDF_RUNNING,TD_FLAGS(%rax)
 626 #endif
 627 #ifdef SMP
 628         cmpl    $0,PCPU(cpuid)
 629         je      1f
 630         call    ap_init
 631 1:
 632 #endif
 633         /*
 634          * ap_init can decide to enable interrupts early, but otherwise, or if
 635          * we are UP, do it here.
 636          */
 637         sti
 638         jmp     cpu_idle
 639
 640 /*
 641  * cpu_kthread_restore() (current thread is %rax on entry, previous is %rbx)
 642  *                       (one-time execution)
 643  *
 644  *      Don't bother setting up any regs other then %rbp so backtraces
 645  *      don't die.  This restore function is used to bootstrap into an
 646  *      LWKT based kernel thread only.  cpu_lwkt_switch() will be used
 647  *      after this.
 648  *
 649  *      Because this switch target does not 'return' to lwkt_switch()
 650  *      we have to call lwkt_switch_return(otd) to clean up otd.
 651  *      otd is in %ebx.
 652  *
 653  *      Since all of our context is on the stack we are reentrant and
 654  *      we can release our critical section and enable interrupts early.
 655  */
 656 ENTRY(cpu_kthread_restore)
 657         sti
 658         movq    KPML4phys,%rcx
 659         movq    TD_PCB(%rax),%r13
 660         xorq    %rbp,%rbp
 661         movq    %rcx,%cr3
 662
 663         /*
 664          * rax and rbx come from the switchout code.  Call
 665          * lwkt_switch_return(otd).
 666          *
 667          * NOTE: unlike i386, %rsi and %rdi are not call-saved regs.
 668          */
 669         pushq   %rax
 670         movq    %rbx,%rdi
 671         call    lwkt_switch_return
 672         popq    %rax
 673         decl    TD_CRITCOUNT(%rax)
 674         movq    PCB_R12(%r13),%rdi      /* argument to RBX function */
 675         movq    PCB_RBX(%r13),%rax      /* thread function */
 676         /* note: top of stack return address inherited by function */
 677         jmp     *%rax
 678
 679 /*
 680  * cpu_lwkt_switch(struct thread *)
 681  *
 682  *      Standard LWKT switching function.  Only non-scratch registers are
 683  *      saved and we don't bother with the MMU state or anything else.
 684  *
 685  *      This function is always called while in a critical section.
 686  *
 687  *      There is a one-instruction window where curthread is the new
 688  *      thread but %rsp still points to the old thread's stack, but
 689  *      we are protected by a critical section so it is ok.
 690  */
 691 ENTRY(cpu_lwkt_switch)
 692         pushq   %rbp    /* JG note: GDB hacked to locate ebp rel to td_sp */
 693         pushq   %rbx
 694         movq    PCPU(curthread),%rbx    /* becomes old thread in restore */
 695         pushq   %r12
 696         pushq   %r13
 697         pushq   %r14
 698         pushq   %r15
 699         pushfq
 700
 701 #if 1
 702         /*
 703          * Save the FP state if we have used the FP.  Note that calling
 704          * npxsave will NULL out PCPU(npxthread).
 705          *
 706          * We have to deal with the FP state for LWKT threads in case they
 707          * happen to get preempted or block while doing an optimized
 708          * bzero/bcopy/memcpy.
 709          */
 710         cmpq    %rbx,PCPU(npxthread)
 711         jne     1f
 712         movq    %rdi,%r12               /* save %rdi. %r12 is callee-saved */
 713         movq    TD_SAVEFPU(%rbx),%rdi
 714         call    npxsave                 /* do it in a big C function */
 715         movq    %r12,%rdi               /* restore %rdi */
 716 1:
 717 #endif
 718
 719         movq    %rdi,%rax               /* switch to this thread */
 720         pushq   $cpu_lwkt_restore
 721         movq    %rsp,TD_SP(%rbx)
 722         /*
 723          * %rax contains new thread, %rbx contains old thread.
 724          */
 725         movq    %rax,PCPU(curthread)
 726         movq    TD_SP(%rax),%rsp
 727         ret
 728
 729 /*
 730  * cpu_lwkt_restore()   (current thread in %rax on entry)
 731  *
 732  *      Standard LWKT restore function.  This function is always called
 733  *      while in a critical section.
 734  *
 735  *      Warning: due to preemption the restore function can be used to
 736  *      'return' to the original thread.  Interrupt disablement must be
 737  *      protected through the switch so we cannot run splz here.
 738  *
 739  *      YYY we theoretically do not need to load KPML4phys into cr3, but if
 740  *      so we need a way to detect when the PTD we are using is being
 741  *      deleted due to a process exiting.
 742  */
 743 ENTRY(cpu_lwkt_restore)
 744         movq    KPML4phys,%rcx  /* YYY borrow but beware desched/cpuchg/exit */
 745         movq    %cr3,%rdx
 746 #if 1
 747         cmpq    %rcx,%rdx
 748         je      1f
 749 #endif
 750         movq    %rcx,%cr3
 751 1:
 752         /*
 753          * NOTE: %rbx is the previous thread and %rax is the new thread.
 754          *       %rbx is retained throughout so we can return it.
 755          *
 756          *       lwkt_switch[_return] is responsible for handling TDF_RUNNING.
 757          */
 758         movq    %rbx,%rax
 759         popfq
 760         popq    %r15
 761         popq    %r14
 762         popq    %r13
 763         popq    %r12
 764         popq    %rbx
 765         popq    %rbp
 766         ret